题目内容

某物理兴趣小组利用如图a所示的实验装置验证机械能守恒定律：一个半径为R的定滑轮可以绕着水平轴无摩擦地转动，一条足够长的纸带跨过定滑轮，纸带一端同定小物块，另一端穿过电火花点计时器．（定滑轮的凹槽宽度略宽于纸带，与纸带接触良好且不影响纸带的平展情况）
（1）电火花打点计时器使用的电源为
220V交流电源
220V交流电源
；
（2）本次实验操作正确，得到如图b纸带：学生们要分析从0点到C点的运动过程，为了使0点对应的初动能为零，实验操作中注意
选取第1、2点的间距接近2cm的纸带
选取第1、2点的间距接近2cm的纸带
；
（3）本次实验学生操作完全正确，但是由实验所得数据计算出重物动能的增量小于重力势能的减小量，检查计算无错误，则可能的原因有
存在空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力等
存在空气阻力和纸带与打点计时器间的阻力等
．
分析：（1）电火花打点计时器需连接220V交流电源；
（2）若0点对应的初动能为零，即重物做自由落体运动，由位移时间公式计算第一二两点间的距离；
（3）由于摩擦力阻力以及空气阻力的作用，计算出重物动能的增量小于重力势能的减小量．
解答：解：（1）电火花打点计时器需连接220V交流电源；
（2）若0点对应的初动能为零，即重物做自由落体运动：h=
1
2
gt2=
1
2
×10×0.022=0.02m
故选取第1、2点的间距接近2cm的纸带；
（3）实验结果发现计算出动能的增量总略小于重力势能的减少量，因为纸带与打点计时器之间有摩擦以及重物下落受到空气阻力的作用等原因．
故答案为：（1）220V交流电源；（2）第1、2点的间距接近2cm的纸带；（3）纸带与打点计时器之间有摩擦以及重物下落受到空气阻力的作用等．
点评：正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果．
练习册系列答案
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精英家教网（1）在验证机械能守恒定律实验中，选取如图所示的一条纸带，其中A、B、C、D、E是纸带上五个连续的点，测出A点距起点O的距离为x0，A、C两点间的距离为x1，C、E两点间的距离为x2，交流电的周期为T，根据这些条件计算重锤下落的加速度的表达式为a=
 
．
（2）实验中发现，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤下落过程中受到阻力的作用，于是某物理兴趣小组利用此实验提供的器材测定了阻力的大小．若他们测出重锤的质量为m，已知当地重力加速度为g，重锤在下落过程中受到的平均阻力大小f=
 
．
某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验．设计的实验装置如图1所示．将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器（未画出）记录挡光片通过光电门时挡光的时间△t．兴趣小组共准备了宽度△x不同的五块挡光片，分别做了五次实验（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度
.
v
（
.
v
=
△x
△t
）．记录的数据如下表所示：
实验顺序 △x（cm） △t（ms）
.
v
（m/s）
1 2 50.5 0.396
2 4 95.0 0.421
3 6 137.5 0.436
4 8 174.5 0.459
5 10 212.0 0.472
完成下列作图和填空：
（1）根据表中给出的数据，在如图2给出的坐标纸上画出
.
v
-△t图线；
（2）由所画出的
.
v
-△t图线，得出小车的加速度大小为
 
m/s2；
（3）由所画出的
.
v
-△t图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为
 
m/s．
（以上两空均保留3位有效数字）
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某校物理兴趣小组利用如图甲所示的装置进行“测量小车和木板间的动摩擦因数”的实验．实验中通过悬挂不同的重物，让小车做匀变速直线运动，打下若干条纸带，经数据处理来求小车和木板间的动摩擦因数μ．具体步骤如下：
a、准备不同质量的钩码若干，充当重物；
b、按图示连接好实验装置，保持长木板水平，调整细线与木板平行；
c、保持小车的质量不变，悬挂适当质量的重物，带动小车由静止开始运动；
d、记录相应重物的质量，取下纸带并编号．然后再重复c、d步骤；
e、利用打出的若干条合适的纸带，进行数据处理．
（1）本实验中以小车为研究对象来测量μ，则需要小车质量M 和重物质量m之间满足M
 
m（填“远大于”或“远小于”）
（2）在满足①的条件下，利用测得的小车的加速度a和相应的重物重力mg，定性画出a-mg图象．
（3）若已知图象的斜率为k，横截距为b，则μ=
 
（用k、b、g来表示）精英家教网

某物理兴趣小组利用学校的数字实验室设计了一个测量小车瞬时速度的实验。设计的实验装置如图所示。将长直木板B支成斜面，小车C的前端固定挡光片P，光电门G固定在木板的侧面A处，让小车在斜面上的同一位置O由静止释放，用光电计时器（未画出）记录挡光片通过光电门时挡光的时间。兴趣小组共准备了宽度不同的五块挡光片，分别做了五次实验（每次实验时挡光片的前沿均与小车的前端对齐），并计算出各次挡光片通过光电门的平均速度（）。记录的数据如下表所示：

实验顺序

（cm）

（ms）

（）

1

2

50.5

0.396

2

4

95.0

0.421

3

6

137.5

0.436

4

8

174.5

0.459

5

10

212.0

0.472

完成下列作图和填空：

（1）根据表中给出的数据，在如图给出的坐标纸上画出图线；

（2）由所画出的图线，得出小车的加速度大小为____________m/s2；

（3）由所画出的图线，得出小车前端过A处的瞬时速度大小为____________m/s。

（以上两空均保留3位有效数字）

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